資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第03講 氮及其重要化合物
目錄
01 考情透視·目標導航
02 知識導圖·思維引航
03考點突破·考法探究
考點一 氮氣及氮的氧化物
知識點1 氮的固定和氮氣
知識點2 氮氧化物
知識點3 氮氧化物對環境的污染及防治
考向1 氮循環
考向2 氮及其化合物的轉化
考向3 氮氧化物溶于水的問題分析
考點二 氮氣銨鹽
知識點1 氨的分子結構與性質
知識點2 氨的實驗室制法
知識點3 銨鹽及NH的檢驗
考向1 氨氣的性質和實驗室制法
考向2 噴泉實驗
考點三 硝酸
知識點1 硝酸的性質
知識點2 硝酸工業制法
考向1 硝酸的性質
考向2 硝酸與金屬的有關計算
考向3 氮及其化合物的性質與應用
04真題練習·命題洞見
04真題練習·命題洞見
考點要求 考題統計 考情分析
氮及其氮所氧化物 2023湖北卷1題，3分；2022天津卷4題，3分；2022北京卷12題，4分；2021河北卷2題，3分 本講單獨考查含氮化合物的性質的可能性不大，但與其相關的內容會分散在一些題目中進行考查。選擇題常從宏觀辨識與微觀探析角度考查氮的固定、氮氧化物的回收利用，具有一定的創新性;非選擇題常結合工藝流程、實驗、化學反應原理考查硝酸、氨氣、銨鹽等物質的性質，要關注守恒法在化學計算中的應用，具有一定的綜合性；磷及其化合物一般會結合物質結構等進行考查，砷及其化合物會以新材料、新技術為背景結合工藝流程、物質結構等進行考查，具有一定的應用性。
氨氣、銨鹽 2023新課標卷12題，6分；2023遼寧卷3題，3分；2023浙江1月5題，2分；2022天津卷4題，3分；2021全國甲卷9題，6分；2021浙江1月10題，2分
硝酸 2024·湖北卷8題，3分；2023山東卷2題，2分；2022山東卷12題，4分；2021湖北卷2題，3分
不同價態氮的物質相互轉化 2023湖南卷1題，3分；2022江蘇卷8題，3分；2022北京卷12題，3分；2022湖南卷9題，3分；2021河北卷10題，3分；2021浙江6月16題，2分
復習目標： 1．了解N2、NO、NO2的性質。 2．掌握硝酸的性質和用途，結合金屬與HNO3的反應，掌握守恒法的計算技巧。 3．了解氨氣、銨鹽的性質及用途；掌握氨氣的實驗室制法。 4．掌握銨根離子的檢驗。 5．了解氮的化合物對環境的影響。　
考點一 氮氣及氮的氧化物
知識點1 氮的固定和氮氣
1．氮的固定
2．氮氣
(1)物理性質：色味氣體，密度比空氣略小，溶于水。
(2)化學性質
【名師提醒】
1．氮的非金屬性很強，但N2非常穩定，其原因是氮氮三鍵很強。
2．氮的固定是指將大氣中游離態的氮轉化為氮的化合物的過程，可簡單表示為N2→含氮化合物。
知識點2　 氮氧化物
1．氮有多種價態的氧化物，氮元素從＋1～＋5價都有對應的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中屬于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
2．NO和NO2的比較
性質 NO NO2
顏色、氣味、狀態 無色、無味氣體 紅棕色、有刺激性氣味氣體
溶解性 不溶于水 易溶于水
毒性 有毒，大氣污染物之一 有毒，大氣污染物之一
與水反應 不反應 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
與氧氣反應 2NO＋O2===2NO2 不反應
對環境的影響 NO與血紅蛋白結合使人中毒，NO、NO2導致光化學煙霧、形成酸雨及破壞臭氧層
【名師提醒】
1．NO2與N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此涉及NO2的分子數目都要考慮該平衡的存在，故1 mol NO2中分子數小于NA。
2．NO只能用排水法收集，不能用排空氣法收集；而NO2只能用向上排空氣法收集，不能用排水法收集。
3．驗證某無色氣體是NO的方法是向無色氣體中通入O2(或空氣)，無色氣體變為紅棕色。
4．NO2既有氧化性又有還原性，以氧化性為主。NO2能使濕潤的淀粉-KI試紙變藍。
知識點3　 氮氧化物對環境的污染及防治
1．常見的污染類型
(1)光化學煙霧：NOx在紫外線作用下，與碳氫化合物發生一系列光化學反應，產生的一種有毒的煙霧。
(2)酸雨：NOx排入大氣中后，與水反應生成HNO3和HNO2，隨雨雪降到地面。
(3)破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導致地面紫外線輻射量增加。
(4)NO與血紅蛋白結合使人中毒。
2．常見的NOx尾氣處理方法
(1)堿液吸收法
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
NO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)≥n(NO)，一般適合工業尾氣中NOx的處理。
(2)催化轉化法
在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體(N2)，或NOx與CO在一定溫度下催化轉化為無毒氣體(N2和CO2)，一般適用于汽車尾氣的處理。
考向1 氮循環
【例1】自然界的氮循環如圖所示。下列說法中，不正確的是(　　)
A．工業合成氨屬于人工固氮
B．雷電作用下N2與O2發生化學反應
C．在氮循環過程中不涉及氧化還原反應
D．含氮無機物與含氮有機化合物可相互轉化
【名師點睛】
【變式訓練】自然界中氮循環的部分過程如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．雷電是使大氣中的氮轉化為硝酸鹽的最主要方式
B．氨或銨鹽轉化為亞硝酸鹽屬于氮的固定
C．多數蛋白質在動物體內被直接吸收
D．研究自然界中的元素循環有利于解決環境和資源問題
考向2 氮及其化合物的轉化
【例2】(2024 廣東省江門市期中)現有氮及其化合物的轉化關系如下圖，則下列說法不正確的是( )
A．上述所有反應都是氧化還原反應
B．“一場雷雨，一場肥”路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是模擬雷電固氮的過程
C．反應①中每生成1 mol NO，轉移4 mol 電子
D．S元素也能發生類似的轉化，最終得到硫酸
【思維建模】
(1)氮氣與氧氣反應的條件為放電，而一氧化氮與氧氣在常溫下就可反應，且反應速率較大。
(2)N2O42NO2的正反應為吸熱反應。
(3)二氧化氮氣體中存在一定量的四氧化二氮。
【變式訓練】氮及其化合物的轉化關系如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．路線①②③是工業生產硝酸的主要途徑
B．路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑
C．上述所有反應都是氧化還原反應
D．氮氣可在足量的氧氣中通過一步反應生成NO2
考向3 氮氧化物溶于水的問題分析
【例3】將充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，若mA．3(m－n)mL B．(m＋n)mL C．(m－n)mL D． mL
【思維建模】
無論是單一氣體(NO2)，還是NO、NO2、O2中的兩者的混合氣體，反應的實質是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2，故若有氣體剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。
(1)若NO和O2通入水中，總反應式為4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(NO∶O2＝4∶3)。
(2)若NO2和O2通入水中，總反應式為4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(NO2∶O2＝4∶1)。
【變式訓練】在標準狀況下，將O2和NO2按1∶4體積比充滿干燥燒瓶，把燒瓶倒置于水中，瓶內液體逐漸上升，假設燒瓶內溶液不擴散，最終燒瓶內溶液里溶質的物質的量濃度為(　　)
A． mol·L－1 B． mol·L－1 C． mol·L－1 D． mol·L－1
考點二 氨和銨鹽
知識點1 氨的分子結構與性質
1．氨的分子結構和物理性質
電子式 密度 顏色、氣味 水溶性
比空氣小 無色、有強烈_______氣味 ______溶于水(1∶700)
2．氨的化學性質
(1)氨與水的反應：NH3＋H2ONH3·H2O____________。
(2)氨與酸的反應：蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近，其現象為有______生成，將濃鹽酸改為濃硝酸，也會出現相同的現象。化學方程式：NH3＋HCl===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。
(3)與鹽溶液的反應，如過量氨水與AlCl3反應的離子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
(4)氨的還原性——氨的催化氧化，化學方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O。
【名師點晴】
氨水、液氨和一水合氨的區別
氨水 液氨 一水合氨
化學式 —— NH3 NH3·H2O
分類 混合物，多成分物，非電解質 純凈物，氫化物 一元弱堿
成分 NH3、NH3·H2O、NH、OH－、H＋(極少) NH3 NH3·H2O
聯系 氨溶于水形成氨水，氨水中含有NH3和NH3·H2O
知識點2　氨的實驗室制法
1．原理：2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O。
2．裝置：“固體＋固體氣體”(與用KClO3或KMnO4制O2的裝置相同)。
3．收集：只能用向下排空氣法。
4．驗滿方法：A．將濕潤的____________試紙置于試管口，試紙變______色；B．將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口，現象是有白煙產生。
5．尾氣處理：收集時，一般在管口塞一團用水或稀硫酸浸濕的棉花球，可減小NH3與空氣的對流速度，收集到純凈的NH3，同時也可避免污染空氣。
【名師點晴】
實驗室制取氨的其他方法
方法 化學方程式(或原理) 氣體發生裝置
加熱濃氨水 NH3·H2ONH3↑＋H2O
濃氨水＋固體NaOH NaOH溶于水放熱，促使氨水分解。且OH－濃度的增大有利于NH3的生成
濃氨水＋固體CaO CaO與水反應，使溶劑(水)減少；反應放熱，促使氨水分解。化學方程式為NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
知識點3　銨鹽及NH的檢驗
1．銨鹽的物理性質
絕大多數銨鹽都是白色固體，都易溶于水。
2．銨鹽的化學性質
3．NH的檢驗
未知液呈堿性濕潤的____________試紙變______色，則證明含NH。
考向1 氨氣的性質和實驗室制法
【例1】下列裝置用于實驗室探究NH3的性質，其中能達到實驗目的的是(　　)。
【變式訓練】用下列實驗裝置和方法進行相應實驗，能達到實驗目的的是(　　)。
A．用甲裝置制備干燥的氨
B．用乙裝置收集Cu與濃硝酸反應產生的氣體并測量其體積
C．用丙裝置除去CO2中含有的少量HCl
D．用丁裝置吸收NH3并防止倒吸
考向2 噴泉實驗
【例2】課外活動小組的同學設計的4個噴泉實驗方案如圖所示，下列有關操作不可能引發噴泉的是(　　)
A．擠壓裝置①的膠頭滴管使CCl4全部進入燒瓶，片刻后打開止水夾
B．擠壓裝置②的膠頭滴管使NaOH溶液全部進入燒瓶，片刻后打開止水夾
C．用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣并打開止水夾
D．在裝置④的水槽中慢慢加入濃硫酸并打開止水夾
【思維建模】
噴泉實驗的發生裝置及操作方法
引發操作：
原裝置：打開活塞，擠壓膠頭滴管的膠頭，使少量水進入燒瓶。
裝置(Ⅰ)：向導管中通入一定量的H2S和SO2，現象為有淡黃色固體生成，燒瓶內壁附有水珠，NaOH溶液上噴形成噴泉。
裝置(Ⅱ)：打開①處的活塞并向燒瓶中緩慢通入少量的HCl氣體后關閉該活塞，等充分反應后再打開②處的活塞，觀察到先有白煙產生，后產生噴泉。
裝置(Ⅲ)：擠壓膠頭滴管，然后打開導管上部的兩個活塞，則右邊燒瓶出現噴白煙的現象，再打開導管下部活塞，則可產生雙噴泉。
【變式訓練】在如圖所示的裝置中，干燥燒瓶內盛有某種氣體，燒杯和膠頭滴管內盛放某種液體。擠壓膠頭滴管的膠頭，下列與實驗事實不相符的是(　　)
選項 氣體 液體 噴泉顏色
A Cl2 飽和食鹽水 黃綠色噴泉
B NH3 含有酚酞的H2O 紅色噴泉
C HCl AgNO3溶液 白色噴泉
D CO2 含有酚酞的NaOH溶液 紅色噴泉
考點三 硝酸
知識點1 硝酸的性質
1．物理性質
硝酸是______、易揮發、有刺激性氣味的液體。
2．化學性質
(1)不穩定性
反應：4HNO3(濃)2H2O＋4NO2↑＋O2↑。
(2)強氧化性
硝酸無論濃、稀都有強氧化性，而且濃度越大，氧化性越強。
與金屬反應：
稀硝酸與銅反應：__________________________________________；
濃硝酸與銅反應：__________________________________________。
與非金屬反應：
濃硝酸與C的反應：__________________________________________。
③與還原性化合物反應：
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等還原性物質。
稀硝酸與FeSO4溶液反應的離子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
(3)與有機物反應
顯色反應：含有苯基的蛋白質遇到濃硝酸時變______色。
【名師提醒】
1．市售濃硝酸呈黃色的原因是硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。消除方法：向變色濃硝酸中通氧氣。
2．硝酸保存在棕色試劑瓶中，置于陰涼處，不能用橡膠塞。
3．強氧化性：從氮元素化合價角度看，HNO3中N元素顯+5價，處于最高價，故HNO3具有很強的氧化性。硝酸無論濃、稀都有強氧化性，而且濃度越大，其氧化性越強。
知識點2　硝酸工業制法
1．NH3在催化劑作用下與O2反應生成NO：______________________________；
2．NO進一步氧化生成NO2：________________________；
3．用水吸收NO2生成HNO3：________________________。
【名師點晴】
考向1 硝酸的性質
【例1】(2024·北京市昌平區二模)下述實驗中均有紅棕色氣體產生，對比分析所得結論不正確的是( )

① ② ③
A．①中發生了反應4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
B．由②中產生紅棕色氣體可推測木炭與濃硝酸發生了反應
C．由③中有紅棕色可推測出濃硝酸可能具有揮發性
D．③的氣體產物中檢測出CO2，不能得出木炭與濃硝酸發生反應的結論
【名師點睛】
1．濃、稀硝酸均具有強氧化性，濃度越大，氧化性越強，其還原產物的價態越高。濃硝酸與金屬反應的過程中，濃度逐漸減小，還原產物有可能是NO2和NO的混合物。
2．硝酸與具有還原性的弱酸鹽(如Na2SO3、NaI等)、堿性氧化物、堿以及其他還原劑反應時，優先發生氧化還原反應。
3．在應用硝酸的氧化性分析離子是否共存時，要注意溶液中H＋和NO的組合，它們相當于HNO3，能夠氧化具有強還原性的離子，而單純的NO不能氧化這些離子。
【變式訓練】在通風櫥中進行下列實驗：
步驟
現象 Fe表面產生大量無色氣泡，液面上方變為紅棕色 Fe表面產生少量紅棕色氣泡后，迅速停止
下列說法中不正確的是(　　)
A．Ⅰ中氣體由無色變紅棕色的化學方程式為2NO+O2=2NO2
B．Ⅱ中的現象說明常溫下鐵在濃硝酸中發生鈍化
C．過量鐵與稀硝酸反應生成亞鐵鹽
D．對比Ⅰ、Ⅱ中現象，說明稀HNO3的氧化性強于濃HNO3
考向2 硝酸與金屬的有關計算
【例2】(2024 湖南省名校聯考期中)將2.56 gCu投入12mL10mol·L-1硝酸中，恰好完全反應，向反應后的溶液中加入40mLamol·L-1NaOH溶液，Cu2+恰好完全沉淀，將生成的氣體與bmol O2一起通入足量NaOH溶液中，氣體恰好被完全吸收生成c mol NaNO3。下列判斷正確的是( )
A．生成的氣體中只有NO B．
C． D．
【思維建模】
1．硝酸與金屬反應的計算模型
2．計算技巧
(1)原子守恒法：HNO3與金屬反應時，一部分HNO3起酸的作用，反應后以NO3-的形式存在于溶液中；一部分作為氧化劑，轉化為還原產物。這兩部分中氮原子的總物質的量等于反應消耗的HNO3的物質的量。
(2)得失電子守恒法：HNO3與金屬的反應屬于氧化還原反應，HNO3中氮元素得到的電子的物質的量等于金屬失去的電子的物質的量。
(3)電荷守恒法：HNO3過量時反應后的溶液(不考慮OH-)中有c(NO3-)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金屬離子)。
(4)離子方程式計算法：金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應時，由于硝酸鹽中NO3-在H2SO4提供H+的條件下能繼續與金屬反應，因此此類題目應用離子方程式來計算，先作過量判斷，然后根據完全反應的金屬或H+或NO3-進行相關計算。
【變式訓練】(2024 安徽省合肥市期中)某稀溶液中含有4mol KNO3和2mol H2SO4，向其中加入1.2mol Fe，充分反應(已知NO3-被還原為NO)，最終溶液體積為1L，下列說法正確的是( )
A．所得溶液中c(NO3-)=2.75mol·L－1 B．所得溶液中c(Fe2+)：c(Fe3+)=1：1
C．反應后生成NO的體積為28L(標準狀況下) D．所得溶液中的溶質只有FeSO4
考向3 氮及其化合物的性質與應用
【例3】(2024·廣東省深圳市二模)自然界中氮的循環意義重大。其中，部分含氮物質的轉化關系呈現在氮及其化合物的“價一類”二維圖中。下列說法不正確的是( )
A．a→b的轉化是工業制硝酸的基礎
B．既屬于g又屬于f的鹽可用作氮肥
C．汽車中的三元催化器可促進尾氣中的b、c向a轉化
D．實驗室中，常用f與強堿反應產生e來檢驗f中陽離子的存在
【變式訓練】部分含氮物質的分類與相應化合價的關系如圖所示。下列說法不正確的是(　　)。
A．b化學性質穩定，既沒有氧化性，也沒有還原性
B．a與f可以相互轉化：af
C．c、d、e可以相互轉化：cde
D．實驗室可以用銅與e的濃溶液反應制取d
1．(2024·湖北卷，8，3分)結構決定性質，性質決定用途。下列事實解釋錯誤的是( )
事實 解釋
A 甘油是黏稠液體 甘油分子間的氫鍵較強
B 王水溶解鉑 濃鹽酸增強了濃硝酸的氧化性
C 冰的密度小于干冰 冰晶體中水分子的空間利用率相對較低
D 石墨能導電 未雜化的p軌道重疊使電子可在整個碳原子平面內運動
2．(2023 湖北省選擇性考試，1)2023年5月10日，天舟六號貨運飛船成功發射，標志著我國航天事業進入到高質量發展新階段。下列不能作為火箭推進劑的是( )
A．液氮-液氫 B．液氧-液氫 C．液態NO2-肼 D．液氧-煤油
3．(2022 北京卷，12)某的多孔材料剛好可將N2O4 “固定”，實現了NO2與N2O4分離并制備HNO3，如圖所示：
己知：2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0
下列說法不正確的是( )
A．氣體溫度升高后，不利于N2O4的固定
B．N2O4被固定后，平衡正移，有利于NO2的去除
C．制備HNO3的原理為：2N2O4+O2+2H2O=4HNO3
D．每制備0.4mol硝酸，轉移電子數約為6.02×1022
4．(2022 江蘇卷，8)氮及其化合物的轉化具有重要應用。下列說法不正確的是( )
A．自然固氮、人工固氮都是將N2轉化為NH3
B．侯氏制堿法以H2O、NH3、CO2、NaCl為原料制備NaHCO3和NH4Cl
C．工業上通過NH3催化氧化等反應過程生產HNO3
D．多種形態的氮及其化合物間的轉化形成了自然界的“氮循環”
5．(2021 浙江1月選考，10)關于反應8NH3+6NO2=7N2+12H2O，下列說法正確的是
A．NH3中H元素被氧化( )
B．NO2在反應過程中失去電子
C．還原劑與氧化劑的物質的量之比為3：4
D．氧化產物與還原產物的質量之比為4：3
6．(2021 河北選擇性考試，4)硫和氮及其化合物對人類生存和社會發展意義重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的環境問題也日益受到關注，下列說法正確的是( )
A．NO2和SO2均為紅棕色且有刺激性氣味的氣體，是酸雨的主要成因
B．汽車尾氣中的主要大氣污染物為NO、SO2和PM2.5
C．植物直接吸收利用空氣中的NO和NO2作為肥料，實現氮的固定
D．工業廢氣中的SO2可采用石灰法進行脫除
7．(2021·江蘇卷，7)N2是合成氨工業的重要原料，NH3不僅可制造化肥，還能通過催化氧化生產HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag等金屬，也能與許多有機化合物發生反應；在高溫或放電條件下，N2與O2反應生成NO，NO進一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)　ΔH=-116.4 kJ·mol-1。大氣中過量的NOx和水體中過量的N、N均是污染物。通過催化還原的方法，可將煙氣和機動車尾氣中的NO轉化為N2，也可將水體中的N轉化為N2。在指定條件下，下列選項所示的物質間轉化能實現的是(　　)
A．NO(g)HNO3(aq) B．稀HNO3(aq)NO2(g)
C．NO(g)N2(g) D．N(aq)N2(g)
8．(2022·海南卷，17)磷酸氫二銨[(NH4)2HPO4]常用于干粉滅火劑。某研究小組用磷酸吸收氨氣制備(NH4)2HPO4，裝置如圖所示(夾持和攪拌裝置已省略)。
回答問題：
(1)實驗室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)制備氨氣的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)現有濃H3PO4質量分數為85%，密度為1.7 g·mL-1。若實驗需100 mL 1.7 mol·L-1的H3PO4溶液，則需濃H3PO4　　　　mL(保留一位小數)。
(3)裝置中活塞K2的作用為　　　　　　。實驗過程中，當出現　　　　現象時，應及時關閉K1，打開K2。
(4)當溶液pH為8.0~9.0時，停止通NH3，即可制得(NH4)2HPO4溶液。若繼續通入NH3，當pH>10.0時，溶液中OH-、　　　和　　　　(填離子符號)濃度明顯增加。
(5)若本實驗不選用pH傳感器，還可選用　　　　作指示劑，當溶液顏色由　　　　變為　　　　時，停止通NH3。
21世紀教育網(www.21cnjy.com)中小學教育資源及組卷應用平臺
第03講 氮及其重要化合物
目錄
01 考情透視·目標導航
02 知識導圖·思維引航
03考點突破·考法探究
考點一 氮氣及氮的氧化物
知識點1 氮的固定和氮氣
知識點2 氮氧化物
知識點3 氮氧化物對環境的污染及防治
考向1 氮循環
考向2 氮及其化合物的轉化
考向3 氮氧化物溶于水的問題分析
考點二 氮氣銨鹽
知識點1 氨的分子結構與性質
知識點2 氨的實驗室制法
知識點3 銨鹽及NH的檢驗
考向1 氨氣的性質和實驗室制法
考向2 噴泉實驗
考點三 硝酸
知識點1 硝酸的性質
知識點2 硝酸工業制法
考向1 硝酸的性質
考向2 硝酸與金屬的有關計算
考向3 氮及其化合物的性質與應用
04真題練習·命題洞見
04真題練習·命題洞見
考點要求 考題統計 考情分析
氮及其氮所氧化物 2023湖北卷1題，3分；2022天津卷4題，3分；2022北京卷12題，4分；2021河北卷2題，3分 本講單獨考查含氮化合物的性質的可能性不大，但與其相關的內容會分散在一些題目中進行考查。選擇題常從宏觀辨識與微觀探析角度考查氮的固定、氮氧化物的回收利用，具有一定的創新性;非選擇題常結合工藝流程、實驗、化學反應原理考查硝酸、氨氣、銨鹽等物質的性質，要關注守恒法在化學計算中的應用，具有一定的綜合性；磷及其化合物一般會結合物質結構等進行考查，砷及其化合物會以新材料、新技術為背景結合工藝流程、物質結構等進行考查，具有一定的應用性。
氨氣、銨鹽 2023新課標卷12題，6分；2023遼寧卷3題，3分；2023浙江1月5題，2分；2022天津卷4題，3分；2021全國甲卷9題，6分；2021浙江1月10題，2分
硝酸 2024·湖北卷8題，3分；2023山東卷2題，2分；2022山東卷12題，4分；2021湖北卷2題，3分
不同價態氮的物質相互轉化 2023湖南卷1題，3分；2022江蘇卷8題，3分；2022北京卷12題，3分；2022湖南卷9題，3分；2021河北卷10題，3分；2021浙江6月16題，2分
復習目標： 1．了解N2、NO、NO2的性質。 2．掌握硝酸的性質和用途，結合金屬與HNO3的反應，掌握守恒法的計算技巧。 3．了解氨氣、銨鹽的性質及用途；掌握氨氣的實驗室制法。 4．掌握銨根離子的檢驗。 5．了解氮的化合物對環境的影響。　
考點一 氮氣及氮的氧化物
知識點1 氮的固定和氮氣
1．氮的固定
2．氮氣
(1)物理性質：色味氣體，密度比空氣略小，溶于水。
(2)化學性質
【名師提醒】
1．氮的非金屬性很強，但N2非常穩定，其原因是氮氮三鍵很強。
2．氮的固定是指將大氣中游離態的氮轉化為氮的化合物的過程，可簡單表示為N2→含氮化合物。
知識點2　 氮氧化物
1．氮有多種價態的氧化物，氮元素從＋1～＋5價都有對應的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中屬于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
2．NO和NO2的比較
性質 NO NO2
顏色、氣味、狀態 無色、無味氣體 紅棕色、有刺激性氣味氣體
溶解性 不溶于水 易溶于水
毒性 有毒，大氣污染物之一 有毒，大氣污染物之一
與水反應 不反應 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
與氧氣反應 2NO＋O2===2NO2 不反應
對環境的影響 NO與血紅蛋白結合使人中毒，NO、NO2導致光化學煙霧、形成酸雨及破壞臭氧層
【名師提醒】
1．NO2與N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此涉及NO2的分子數目都要考慮該平衡的存在，故1 mol NO2中分子數小于NA。
2．NO只能用排水法收集，不能用排空氣法收集；而NO2只能用向上排空氣法收集，不能用排水法收集。
3．驗證某無色氣體是NO的方法是向無色氣體中通入O2(或空氣)，無色氣體變為紅棕色。
4．NO2既有氧化性又有還原性，以氧化性為主。NO2能使濕潤的淀粉-KI試紙變藍。
知識點3　 氮氧化物對環境的污染及防治
1．常見的污染類型
(1)光化學煙霧：NOx在紫外線作用下，與碳氫化合物發生一系列光化學反應，產生的一種有毒的煙霧。
(2)酸雨：NOx排入大氣中后，與水反應生成HNO3和HNO2，隨雨雪降到地面。
(3)破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導致地面紫外線輻射量增加。
(4)NO與血紅蛋白結合使人中毒。
2．常見的NOx尾氣處理方法
(1)堿液吸收法
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
NO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)≥n(NO)，一般適合工業尾氣中NOx的處理。
(2)催化轉化法
在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體(N2)，或NOx與CO在一定溫度下催化轉化為無毒氣體(N2和CO2)，一般適用于汽車尾氣的處理。
考向1 氮循環
【例1】自然界的氮循環如圖所示。下列說法中，不正確的是(　　)
A．工業合成氨屬于人工固氮
B．雷電作用下N2與O2發生化學反應
C．在氮循環過程中不涉及氧化還原反應
D．含氮無機物與含氮有機化合物可相互轉化
【答案】C
【解析】工業合成氨是將N2與H2在一定條件下反應生成NH3，屬于人工固氮，A正確；雷電作用下N2與O2發生化學反應生成NO，B正確；N2與O2發生化學反應生成NO的反應是氧化還原反應，所以在氮循環過程中涉及氧化還原反應，C錯誤；由氮循環的示意圖可知，通過生物體可以將銨鹽和蛋白質相互轉化，實現了含氮無機物與含氮有機化合物的相互轉化，D正確。
【名師點睛】
【變式訓練】自然界中氮循環的部分過程如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．雷電是使大氣中的氮轉化為硝酸鹽的最主要方式
B．氨或銨鹽轉化為亞硝酸鹽屬于氮的固定
C．多數蛋白質在動物體內被直接吸收
D．研究自然界中的元素循環有利于解決環境和資源問題
【答案】D
【解析】雷電只能使大氣中的少量氮轉化為硝酸鹽，A項錯誤；氮的固定指氮氣轉化為含氮化合物的過程，B項錯誤；多數蛋白質在動物體內水解成氨基酸后被吸收，C項錯誤；研究自然界中的元素循環有利于解決環境和資源問題，D項正確。
考向2 氮及其化合物的轉化
【例2】(2024 廣東省江門市期中)現有氮及其化合物的轉化關系如下圖，則下列說法不正確的是( )
A．上述所有反應都是氧化還原反應
B．“一場雷雨，一場肥”路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是模擬雷電固氮的過程
C．反應①中每生成1 mol NO，轉移4 mol 電子
D．S元素也能發生類似的轉化，最終得到硫酸
【答案】C
【解析】A項，上述所有反應過程中N元素的化合價都發生改變，故都是氧化還原反應，A正確；B項，N2和O2在雷電作用下生成NO，NO會迅速被O2氧化為NO2，NO2和H2O反應獲得硝酸，即路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑，B正確；C項，反應①中N元素的化合價由-3價變成+2價，故每生成1 mol NO，轉移5 mol 電子，C錯誤；D項，H2S被氧化生成S，S與O2反應生成SO2，SO2被O2催化劑作用下生成SO3，SO3與水反應得到硫酸，D正確；故選C。
【思維建模】
(1)氮氣與氧氣反應的條件為放電，而一氧化氮與氧氣在常溫下就可反應，且反應速率較大。
(2)N2O42NO2的正反應為吸熱反應。
(3)二氧化氮氣體中存在一定量的四氧化二氮。
【變式訓練】氮及其化合物的轉化關系如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．路線①②③是工業生產硝酸的主要途徑
B．路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑
C．上述所有反應都是氧化還原反應
D．氮氣可在足量的氧氣中通過一步反應生成NO2
【答案】D
【解析】氮氣和氧氣在放電或高溫條件下反應生成NO，NO與O2反應生成NO2，所以氮氣與足量氧氣不能通過一步反應生成NO2，D項錯誤。
考向3 氮氧化物溶于水的問題分析
【例3】將充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，若mA．3(m－n)mL B．(m＋n)mL C．(m－n)mL D． mL
【答案】D
【解析】發生反應：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，故NO與NO2按1∶1混合的總反應為NO＋NO2＋O2＋H2O===2HNO3，充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，由于m【思維建模】
無論是單一氣體(NO2)，還是NO、NO2、O2中的兩者的混合氣體，反應的實質是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2，故若有氣體剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。
(1)若NO和O2通入水中，總反應式為4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(NO∶O2＝4∶3)。
(2)若NO2和O2通入水中，總反應式為4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(NO2∶O2＝4∶1)。
【變式訓練】在標準狀況下，將O2和NO2按1∶4體積比充滿干燥燒瓶，把燒瓶倒置于水中，瓶內液體逐漸上升，假設燒瓶內溶液不擴散，最終燒瓶內溶液里溶質的物質的量濃度為(　　)
A． mol·L－1 B． mol·L－1 C． mol·L－1 D． mol·L－1
【答案】C
【解析】設燒瓶的體積為V L，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3知NO2的體積為V L。又O2和NO2的體積比為1∶4，所以最終液體充滿整個燒瓶，溶液的體積為V L，NO2的物質的量為V L÷22.4 L·mol－1＝V mol，所以硝酸的物質的量濃度為 V mol÷V L＝ mol·L－1。
考點二 氨和銨鹽
知識點1 氨的分子結構與性質
1．氨的分子結構和物理性質
電子式 密度 顏色、氣味 水溶性
比空氣小 無色、有強烈刺激性氣味 極易溶于水(1∶700)
2．氨的化學性質
(1)氨與水的反應：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－。
(2)氨與酸的反應：蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近，其現象為有白煙生成，將濃鹽酸改為濃硝酸，也會出現相同的現象。化學方程式：NH3＋HCl===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。
(3)與鹽溶液的反應，如過量氨水與AlCl3反應的離子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
(4)氨的還原性——氨的催化氧化，化學方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O。
【名師點晴】
氨水、液氨和一水合氨的區別
氨水 液氨 一水合氨
化學式 —— NH3 NH3·H2O
分類 混合物，多成分物，非電解質 純凈物，氫化物 一元弱堿
成分 NH3、NH3·H2O、NH、OH－、H＋(極少) NH3 NH3·H2O
聯系 氨溶于水形成氨水，氨水中含有NH3和NH3·H2O
知識點2　氨的實驗室制法
1．原理：2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O。
2．裝置：“固體＋固體氣體”(與用KClO3或KMnO4制O2的裝置相同)。
3．收集：只能用向下排空氣法。
4．驗滿方法：A．將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙變藍色；B．將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口，現象是有白煙產生。
5．尾氣處理：收集時，一般在管口塞一團用水或稀硫酸浸濕的棉花球，可減小NH3與空氣的對流速度，收集到純凈的NH3，同時也可避免污染空氣。
【名師點晴】
實驗室制取氨的其他方法
方法 化學方程式(或原理) 氣體發生裝置
加熱濃氨水 NH3·H2ONH3↑＋H2O
濃氨水＋固體NaOH NaOH溶于水放熱，促使氨水分解。且OH－濃度的增大有利于NH3的生成
濃氨水＋固體CaO CaO與水反應，使溶劑(水)減少；反應放熱，促使氨水分解。化學方程式為NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
知識點3　銨鹽及NH的檢驗
1．銨鹽的物理性質
絕大多數銨鹽都是白色固體，都易溶于水。
2．銨鹽的化學性質
3．NH的檢驗
未知液呈堿性濕潤的色石蕊試紙變色，則證明含NH。
考向1 氨氣的性質和實驗室制法
【例1】下列裝置用于實驗室探究NH3的性質，其中能達到實驗目的的是(　　)。
【答案】C
【解析】固體氯化銨受熱分解生成氨氣和氯化氫，氨氣和氯化氫遇冷又結合生成氯化銨，得不到氨氣，A項錯誤；濃硫酸會和氨氣反應，不能用濃硫酸干燥氨氣，B項錯誤；氨氣和氧化銅在加熱條件下反應，黑色的氧化銅轉化為紅色的銅，說明氨氣有還原性，C項正確；漏斗浸入水中過多，起不到防倒吸的作用，D項錯誤。
【變式訓練】用下列實驗裝置和方法進行相應實驗，能達到實驗目的的是(　　)。
A．用甲裝置制備干燥的氨
B．用乙裝置收集Cu與濃硝酸反應產生的氣體并測量其體積
C．用丙裝置除去CO2中含有的少量HCl
D．用丁裝置吸收NH3并防止倒吸
【答案】A
【解析】B項，Cu與濃硝酸反應生成NO2，NO2會與H2O反應，錯誤；C項，CO2也可與Na2CO3溶液反應，錯誤；D項，苯的密度小，不能使氣體與水分離，應將苯換成CCl4，將氣體通入CCl4中以防止倒吸，錯誤。
考向2 噴泉實驗
【例2】課外活動小組的同學設計的4個噴泉實驗方案如圖所示，下列有關操作不可能引發噴泉的是(　　)
A．擠壓裝置①的膠頭滴管使CCl4全部進入燒瓶，片刻后打開止水夾
B．擠壓裝置②的膠頭滴管使NaOH溶液全部進入燒瓶，片刻后打開止水夾
C．用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣并打開止水夾
D．在裝置④的水槽中慢慢加入濃硫酸并打開止水夾
【答案】B
【解析】H2難溶于NaOH溶液，不能使燒瓶內外形成較大壓強差，故不能引發噴泉。
【思維建模】
噴泉實驗的發生裝置及操作方法
引發操作：
原裝置：打開活塞，擠壓膠頭滴管的膠頭，使少量水進入燒瓶。
裝置(Ⅰ)：向導管中通入一定量的H2S和SO2，現象為有淡黃色固體生成，燒瓶內壁附有水珠，NaOH溶液上噴形成噴泉。
裝置(Ⅱ)：打開①處的活塞并向燒瓶中緩慢通入少量的HCl氣體后關閉該活塞，等充分反應后再打開②處的活塞，觀察到先有白煙產生，后產生噴泉。
裝置(Ⅲ)：擠壓膠頭滴管，然后打開導管上部的兩個活塞，則右邊燒瓶出現噴白煙的現象，再打開導管下部活塞，則可產生雙噴泉。
【變式訓練】在如圖所示的裝置中，干燥燒瓶內盛有某種氣體，燒杯和膠頭滴管內盛放某種液體。擠壓膠頭滴管的膠頭，下列與實驗事實不相符的是(　　)
選項 氣體 液體 噴泉顏色
A Cl2 飽和食鹽水 黃綠色噴泉
B NH3 含有酚酞的H2O 紅色噴泉
C HCl AgNO3溶液 白色噴泉
D CO2 含有酚酞的NaOH溶液 紅色噴泉
【答案】A
【解析】A項，Cl2在飽和食鹽水中溶解度較小，不會形成黃綠色噴泉，與事實不相符；B項，氨氣易溶于水，其水溶液呈堿性，能使酚酞變紅，可形成紅色噴泉，與事實相符；C項，HCl和AgNO3溶液反應生成AgCl沉淀，反應后燒瓶內壓強減小，能形成白色噴泉，與事實相符；D項，含有酚酞的NaOH溶液顯紅色，CO2能和NaOH溶液反應，形成紅色噴泉，與事實相符。
考點三 硝酸
知識點1 硝酸的性質
1．物理性質
硝酸是無色、易揮發、有刺激性氣味的液體。
2．化學性質
(1)不穩定性
反應：4HNO3(濃)2H2O＋4NO2↑＋O2↑。
(2)強氧化性
硝酸無論濃、稀都有強氧化性，而且濃度越大，氧化性越強。
①與金屬反應：
稀硝酸與銅反應：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；
濃硝酸與銅反應：Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
②與非金屬反應：
濃硝酸與C的反應：C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
③與還原性化合物反應：
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等還原性物質。
稀硝酸與FeSO4溶液反應的離子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
(3)與有機物反應
②顯色反應：含有苯基的蛋白質遇到濃硝酸時變色。
【名師提醒】
1．市售濃硝酸呈黃色的原因是硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。消除方法：向變色濃硝酸中通氧氣。
2．硝酸保存在棕色試劑瓶中，置于陰涼處，不能用橡膠塞。
3．強氧化性：從氮元素化合價角度看，HNO3中N元素顯+5價，處于最高價，故HNO3具有很強的氧化性。硝酸無論濃、稀都有強氧化性，而且濃度越大，其氧化性越強。
知識點2　硝酸工業制法
1．NH3在催化劑作用下與O2反應生成NO：4NH3+5O24NO+6H2O　；
2．NO進一步氧化生成NO2：　2NO+O2=2NO2　；
3．用水吸收NO2生成HNO3：　3NO2+H2O=2HNO3+NO　。
【名師點晴】
考向1 硝酸的性質
【例1】(2024·北京市昌平區二模)下述實驗中均有紅棕色氣體產生，對比分析所得結論不正確的是( )

① ② ③
A．①中發生了反應4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
B．由②中產生紅棕色氣體可推測木炭與濃硝酸發生了反應
C．由③中有紅棕色可推測出濃硝酸可能具有揮發性
D．③的氣體產物中檢測出CO2，不能得出木炭與濃硝酸發生反應的結論
【答案】B
【解析】A項，濃硝酸受熱易分解，故①中發生的反應為：4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O，A錯誤；B項，紅熱木炭會使濃硝酸受熱分解生成二氧化氮、氧氣和水，則紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸發生了反應，B錯誤；C項，③中紅棕色氣體表明濃硝酸揮發產生的硝酸蒸氣與紅熱木炭反應生成二氧化碳、二氧化氮和水，反應中氮元素的化合價降低被還原，硝酸是氧化劑，二氧化氮是還原產物，C正確；D項，紅熱木炭可與空氣中氧氣反應生成二氧化碳，則③的氣體產物中檢測出二氧化碳不能說明木炭一定與濃硝酸發生了反應，D正確；故選B。
【名師點睛】
1．濃、稀硝酸均具有強氧化性，濃度越大，氧化性越強，其還原產物的價態越高。濃硝酸與金屬反應的過程中，濃度逐漸減小，還原產物有可能是NO2和NO的混合物。
2．硝酸與具有還原性的弱酸鹽(如Na2SO3、NaI等)、堿性氧化物、堿以及其他還原劑反應時，優先發生氧化還原反應。
3．在應用硝酸的氧化性分析離子是否共存時，要注意溶液中H＋和NO的組合，它們相當于HNO3，能夠氧化具有強還原性的離子，而單純的NO不能氧化這些離子。
【變式訓練】在通風櫥中進行下列實驗：
步驟
現象 Fe表面產生大量無色氣泡，液面上方變為紅棕色 Fe表面產生少量紅棕色氣泡后，迅速停止
下列說法中不正確的是(　　)
A．Ⅰ中氣體由無色變紅棕色的化學方程式為2NO+O2=2NO2
B．Ⅱ中的現象說明常溫下鐵在濃硝酸中發生鈍化
C．過量鐵與稀硝酸反應生成亞鐵鹽
D．對比Ⅰ、Ⅱ中現象，說明稀HNO3的氧化性強于濃HNO3
【答案】D
【解析】無色NO遇氧氣生成紅棕色氣體NO2，Ⅰ中氣體由無色變紅棕色的化學方程式為2NO+O2=2NO2，A正確；Ⅱ中現象說明Fe 在冷的濃HNO3中鈍化，B正確；鐵與稀硝酸反應生成硝酸鐵，過量鐵把硝酸鐵還原為硝酸亞鐵，C正確；硝酸的濃度越大，其氧化性越強，濃硝酸氧化性大于稀硝酸，D錯誤。
考向2 硝酸與金屬的有關計算
【例2】(2024 湖南省名校聯考期中)將2.56 gCu投入12mL10mol·L-1硝酸中，恰好完全反應，向反應后的溶液中加入40mLamol·L-1NaOH溶液，Cu2+恰好完全沉淀，將生成的氣體與bmol O2一起通入足量NaOH溶液中，氣體恰好被完全吸收生成c mol NaNO3。下列判斷正確的是( )
A．生成的氣體中只有NO B．
C． D．
【答案】C
【解析】A項， 2.56 gCu的物質的量為=0.04mol，若生成的氣體中只含有NO，由方程式3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知，0.04molCu需要消耗HNO3，而12mL10mol·L-1硝酸中n(HNO3)=0.12mol，<0.12mol，說明還會發生反應Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，生成的氣體有NO和NO2，A錯誤；B項，2.56 gCu的物質的量為=0.04mol，投入12mL10mol·L-1硝酸中，恰好完全反應，向反應后的溶液中加入40mLamol·L-1NaOH溶液，Cu2+恰好完全沉淀，則n[Cu(OH)2]=0.04mol，則n(NaOH)=0.08mol，NaOH溶液的濃度為=amol/L=2mol/L，a=2，B錯誤；C項，將生成的氣體與bmol O2一起通入足量NaOH溶液中，氣體恰好被完全吸收生成c mol NaNO3，由得失電子守恒可知，O2得到的電子數和Cu失去的電子數相等，則bmol×4=0.04mol×2，則b=0.02，C正確；D項，Cu和HNO3溶液反應完全后，生成NO、NO2的混合氣體，加入NaOH溶液后溶液中存在NaNO3，則NO、NO2的總物質的量為0.12mol-0.08mol=0.04mol，由N元素守恒可知，氣體恰好被完全吸收生成n(NaNO3)=0.04mol，c=0.04，D錯誤；故選C。
【思維建模】
1．硝酸與金屬反應的計算模型
2．計算技巧
(1)原子守恒法：HNO3與金屬反應時，一部分HNO3起酸的作用，反應后以NO3-的形式存在于溶液中；一部分作為氧化劑，轉化為還原產物。這兩部分中氮原子的總物質的量等于反應消耗的HNO3的物質的量。
(2)得失電子守恒法：HNO3與金屬的反應屬于氧化還原反應，HNO3中氮元素得到的電子的物質的量等于金屬失去的電子的物質的量。
(3)電荷守恒法：HNO3過量時反應后的溶液(不考慮OH-)中有c(NO3-)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金屬離子)。
(4)離子方程式計算法：金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應時，由于硝酸鹽中NO3-在H2SO4提供H+的條件下能繼續與金屬反應，因此此類題目應用離子方程式來計算，先作過量判斷，然后根據完全反應的金屬或H+或NO3-進行相關計算。
【變式訓練】(2024 安徽省合肥市期中)某稀溶液中含有4mol KNO3和2mol H2SO4，向其中加入1.2mol Fe，充分反應(已知NO3-被還原為NO)，最終溶液體積為1L，下列說法正確的是( )
A．所得溶液中c(NO3-)=2.75mol·L－1 B．所得溶液中c(Fe2+)：c(Fe3+)=1：1
C．反應后生成NO的體積為28L(標準狀況下) D．所得溶液中的溶質只有FeSO4
【答案】B
【解析】鐵與稀硝酸完全反應生成硝酸鐵、一氧化氮和水，反應的離子方程式為，由方程式可知，4mol氫離子完全反應消耗1mol硝酸根離子，生成1mol鐵離子、一氧化氮的物質的量為1mol；則過量的鐵與反應生成的鐵離子反應生成亞鐵離子，反應的離子方程式為Fe+2Fe3+=3Fe2+，由方程式可知，過量的0.2mol鐵，消耗0.4mol鐵離子、生成0.6mol亞鐵離子，則反應后溶液中鉀離子的物質的量為4mol、鐵離子的物質的量為0.6mol、亞鐵離子的物質的量為0.6mol、硝酸根離子的物質的量為3mol、硫酸根離子的物質的量為2mol。A項，反應后硝酸根離子的物質的量為3mol，濃度為=3mol/L，故A錯誤；B項，反應后溶液中鐵離子的物質的量為0.6mol、亞鐵離子的物質的量為0.6mol，則溶液中鐵離子和亞鐵離子的濃度之比為1：1，故B正確；C項，反應生成一氧化氮的物質的量為1mol，則標準狀況下一氧化氮的體積為，故C錯誤；D項，反應所得溶液中含有鐵離子、亞鐵離子、鉀離子、硫酸根離子和硝酸根離子，則所得溶液中的溶質不可能只含有硫酸亞鐵，故D錯誤；故選B。
考向3 氮及其化合物的性質與應用
【例3】(2024·廣東省深圳市二模)自然界中氮的循環意義重大。其中，部分含氮物質的轉化關系呈現在氮及其化合物的“價一類”二維圖中。下列說法不正確的是( )
A．a→b的轉化是工業制硝酸的基礎
B．既屬于g又屬于f的鹽可用作氮肥
C．汽車中的三元催化器可促進尾氣中的b、c向a轉化
D．實驗室中，常用f與強堿反應產生e來檢驗f中陽離子的存在
【答案】A
【解析】由N元素的化合價及物質所屬類別，可確定a為N2、b為NO、c為NO2、d為HNO3、e為NH3、f為銨鹽、g為硝酸鹽。A項，工業制硝酸的基礎是氨的催化氧化，即NH3→NO，而a為N2，則N2→NO的轉化不是工業制硝酸的基礎，A不正確；B項，既屬于g(硝酸鹽)又屬于f(銨鹽)的鹽為NH4NO3，它含氮量較高，可用作氮肥，B正確；C項，NO、NO2是大氣污染物，利用汽車中的三元催化器，可促進尾氣中NO、NO2與CO作用，生成N2和CO2，C正確；D項，實驗室中，檢驗NH4+時，常用銨鹽與強堿在加熱條件下反應，通過檢驗反應產生的NH3檢驗NH4+的存在，D正確；故選A。
【變式訓練】部分含氮物質的分類與相應化合價的關系如圖所示。下列說法不正確的是(　　)。
A．b化學性質穩定，既沒有氧化性，也沒有還原性
B．a與f可以相互轉化：af
C．c、d、e可以相互轉化：cde
D．實驗室可以用銅與e的濃溶液反應制取d
【答案】A
【解析】由圖中含氮物質與相應化合價關系可得，a為氨氣，b為氮氣，c為一氧化氮，d為二氧化氮，e為硝酸，f為銨鹽。b為氮氣，性質穩定，氮元素為0價，既有氧化性又有還原性，A項錯誤；氨氣加酸生成銨鹽，銨鹽加堿生成氨氣，故a與f可以相互轉化：af，B項正確；由分析可知，c為NO，d為NO2，e為硝酸，2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO，Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，故c、d、e之間存在轉化關系：cde，C、D兩項正確。
1．(2024·湖北卷，8，3分)結構決定性質，性質決定用途。下列事實解釋錯誤的是( )
事實 解釋
A 甘油是黏稠液體 甘油分子間的氫鍵較強
B 王水溶解鉑 濃鹽酸增強了濃硝酸的氧化性
C 冰的密度小于干冰 冰晶體中水分子的空間利用率相對較低
D 石墨能導電 未雜化的p軌道重疊使電子可在整個碳原子平面內運動
【答案】B
【解析】A項，甘油分子中有3個羥基，分子間可以形成更多的氫鍵，且O元素的電負性較大，故其分子間形成的氫鍵較強，因此甘油是黏稠液體，A正確；B項，王水溶解鉑，是因為濃鹽酸提供的Cl-能與被硝酸氧化產生的高價態的鉑離子形成穩定的配合物從而促進鉑的溶解，在這個過程中濃鹽酸沒有表現氧化性，B不正確；C．冰晶體中水分子間形成較多的氫鍵，由于氫鍵具有方向性，因此，水分子間形成氫鍵后空隙變大，冰晶體中水分子的空間利用率相對較低，冰的密度小于干冰，C正確；D項，石墨屬于混合型晶體，在石墨的二維結構平面內，第個碳原子以C—C鍵與相鄰的3個碳原子結合，形成六元環層。碳原子有4個價電子，而每個碳原子僅用3個價電子通過sp2雜化軌道與相鄰的碳原子形成共價鍵，還有1個電子處于碳原子的未雜化的2p軌道上，層內碳原子的這些p軌道相互平行，相鄰碳原子p軌道相互重疊形成大π鍵，這些p軌道的電子可以在整個層內運動，因此石墨能導電，D正確；故選B。
2．(2023 湖北省選擇性考試，1)2023年5月10日，天舟六號貨運飛船成功發射，標志著我國航天事業進入到高質量發展新階段。下列不能作為火箭推進劑的是( )
A．液氮-液氫 B．液氧-液氫 C．液態NO2-肼 D．液氧-煤油
【答案】A
【解析】A項，雖然氮氣在一定的條件下可以與氫氣反應，而且是放熱反應，但是，由于N≡N鍵能很大，該反應的速率很慢，氫氣不能在氮氣中燃燒，在短時間內不能產生大量的熱量和大量的氣體，因此，液氮-液氫不能作為火箭推進劑，A符合題意；B項，氫氣可以在氧氣中燃燒，反應速率很快且放出大量的熱、生成大量氣體，因此，液氧-液氫能作為火箭推進劑，B不符合題意；C項，肼和NO2在一定的條件下可以發生劇烈反應，該反應放出大量的熱，且生成大量氣體，因此，液態NO2-肼能作為火箭推進劑，C不符合題意；D項，煤油可以在氧氣中燃燒，反應速率很快且放出大量的熱、生成大量氣體，因此，液氧-煤油能作為火箭推進劑，D不符合題意；故選A。
3．(2022 北京卷，12)某的多孔材料剛好可將N2O4 “固定”，實現了NO2與N2O4分離并制備HNO3，如圖所示：
己知：2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0
下列說法不正確的是( )
A．氣體溫度升高后，不利于N2O4的固定
B．N2O4被固定后，平衡正移，有利于NO2的去除
C．制備HNO3的原理為：2N2O4+O2+2H2O=4HNO3
D．每制備0.4mol硝酸，轉移電子數約為6.02×1022
【答案】D
【解析】A項，二氧化氮轉化為四氧化二氮的反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，四氧化二氮的濃度減小，所以氣體溫度升高后，不利于四氧化二氮的固定，故A正確；B項，四氧化二氮被固定后，四氧化二氮的濃度減小，二氧化氮轉化為四氧化二氮的平衡向正反應方向移動，二氧化氮的濃度減小，所以四氧化二氮被固定后，有利于二氧化氮的去除，故B正確；C項，由題意可知，被固定后的四氧化二氮與氧氣和水反應生成硝酸，反應的化學方程式為2N2O4+O2+2H2O=4HNO3，故C正確；D項，四氧化二氮轉化為硝酸時，生成1mol硝酸，反應轉移1mol電子，則每制備0.4mol硝酸，轉移電子數約為0.4mol×6.02×1023=2.408×1023，故D錯誤；故選D。
4．(2022 江蘇卷，8)氮及其化合物的轉化具有重要應用。下列說法不正確的是( )
A．自然固氮、人工固氮都是將N2轉化為NH3
B．侯氏制堿法以H2O、NH3、CO2、NaCl為原料制備NaHCO3和NH4Cl
C．工業上通過NH3催化氧化等反應過程生產HNO3
D．多種形態的氮及其化合物間的轉化形成了自然界的“氮循環”
【答案】A
【解析】A項，自然固氮是將N2轉化為含氮化合物，不一定是轉化為NH3，比如大氣固氮是將N2會轉化為NO，A錯誤；B項，侯氏制堿法以H2O、NH3、CO2、NaCl為原料制備NaHCO3和NH4Cl，反應的化學方程式為H2O+NH3+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl，B正確；C項，工業上通過NH3催化氧化等反應過程生產HNO3，相關的化學反應方程式為4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O=4HNO3，C正確；D項，氮元素在自然界中既有游離態又有化合態，多種形態的氮及其化合物間的轉化形成了自然界的“氮循環”，D正確；故選A。
5．(2021 浙江1月選考，10)關于反應8NH3+6NO2=7N2+12H2O，下列說法正確的是
A．NH3中H元素被氧化( )
B．NO2在反應過程中失去電子
C．還原劑與氧化劑的物質的量之比為3：4
D．氧化產物與還原產物的質量之比為4：3
【答案】D
【解析】由反應8NH3+6NO2==7N2+12H2O可知，其中NH3的N元素的化合價由-3升高到0、NO2中的N元素的化合價由-+4降低到0，因此，NH3是還原劑， NO2是氧化劑。A項，NH3中H元素的化合價沒有發生變化，故其未被氧化，被氧化的是N元素，A不正確；B項，NO2在反應過程中得到電子，B不正確；C項，該反應中，NH3是還原劑，NO2是氧化劑。由化學方程式可知，還原劑與氧化劑的物質的量之比為4：3，C說法不正確；D項，該反應中氧化產物和還原產物均為N2。還原劑被氧化后得到氧化產物，氧化劑被還原后得到還原產物，還原劑與氧化劑的物質的量之比為4：3，因此，氧化產物與還原產物的質量之比為4：3 ，D說法正確。故選D。
6．(2021 河北選擇性考試，4)硫和氮及其化合物對人類生存和社會發展意義重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的環境問題也日益受到關注，下列說法正確的是( )
A．NO2和SO2均為紅棕色且有刺激性氣味的氣體，是酸雨的主要成因
B．汽車尾氣中的主要大氣污染物為NO、SO2和PM2.5
C．植物直接吸收利用空氣中的NO和NO2作為肥料，實現氮的固定
D．工業廢氣中的SO2可采用石灰法進行脫除
【答案】D
【解析】A項，NO2是紅棕色且有刺激性氣味的氣體，而SO2是無色有刺激性氣味的氣體，A錯誤；B項，汽車尾氣的主要大氣污染物為C與N的氧化物，如NOx和CO等，B錯誤；C項，氮的固定是指將游離態的氮元素轉化為化合態，且植物可吸收土壤中的銨根離子或硝酸根離子作為肥料，不能直接吸收空氣中的氮氧化物，C錯誤；D項，工業廢氣中的SO2可采用石灰法進行脫除，如加入石灰石或石灰乳均可進行脫硫處理，D正確；故選D。
7．(2021·江蘇卷，7)N2是合成氨工業的重要原料，NH3不僅可制造化肥，還能通過催化氧化生產HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag等金屬，也能與許多有機化合物發生反應；在高溫或放電條件下，N2與O2反應生成NO，NO進一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)　ΔH=-116.4 kJ·mol-1。大氣中過量的NOx和水體中過量的N、N均是污染物。通過催化還原的方法，可將煙氣和機動車尾氣中的NO轉化為N2，也可將水體中的N轉化為N2。在指定條件下，下列選項所示的物質間轉化能實現的是(　　)
A．NO(g)HNO3(aq) B．稀HNO3(aq)NO2(g)
C．NO(g)N2(g) D．N(aq)N2(g)
【答案】C
【解析】NO不溶于水也不與水反應，A項錯誤；稀HNO3與Cu反應得到硝酸銅、水和NO，得不到NO2，B項錯誤；NO有氧化性，CO有還原性，在高溫、催化劑條件下二者可發生氧化還原反應轉化為無毒的N2和CO2，C項正確；O3有強氧化性，不能將硝酸根離子還原，D項錯誤。
8．(2022·海南卷，17)磷酸氫二銨[(NH4)2HPO4]常用于干粉滅火劑。某研究小組用磷酸吸收氨氣制備(NH4)2HPO4，裝置如圖所示(夾持和攪拌裝置已省略)。
回答問題：
(1)實驗室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)制備氨氣的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)現有濃H3PO4質量分數為85%，密度為1.7 g·mL-1。若實驗需100 mL 1.7 mol·L-1的H3PO4溶液，則需濃H3PO4　　　　mL(保留一位小數)。
(3)裝置中活塞K2的作用為　　　　　　。實驗過程中，當出現　　　　現象時，應及時關閉K1，打開K2。
(4)當溶液pH為8.0~9.0時，停止通NH3，即可制得(NH4)2HPO4溶液。若繼續通入NH3，當pH>10.0時，溶液中OH-、　　　和　　　　(填離子符號)濃度明顯增加。
(5)若本實驗不選用pH傳感器，還可選用　　　　作指示劑，當溶液顏色由　　　　變為　　　　時，停止通NH3。
【答案】 (1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑
(2)11.5
(3)平衡氣壓防倒吸　倒吸
(4)N　P
(5)酚酞　無色　淺紅色
【解析】(1)實驗室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)在加熱的條件下制備氨氣，反應的化學方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑。(2)濃H3PO4的濃度c==≈14.7 mol·L-1，溶液稀釋前后溶質的物質的量不變，因此配制100 mL 1.7 mol·L-1的H3PO4溶液，需要濃H3PO4的體積V=≈0.0115 L=11.5 mL。(3)NH3極易溶于水，因此可選擇打開活塞K2以平衡氣壓，防止發生倒吸，所以實驗過程中，當出現倒吸現象時，應及時關閉K1，打開K2。(4)繼續通入NH3，(NH4)2HPO4繼續反應生成(NH4)3PO4，當pH>10.0時，溶液中OH-、N、P的濃度明顯增加。(5)當pH為8.0~9.0時，可制得(NH4)2HPO4，說明(NH4)2HPO4溶液顯堿性，因此若不選用pH傳感器，還可以選用酚酞作指示劑，當溶液顏色由無色變為淺紅色時，停止通入NH3，即可制得(NH4)2HPO4溶液。
21世紀教育網(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑